532 QUatriÈMe partie Les mécanismes de l’évolution
retour sur le ConCept 22.2
1. Comment le concept de descendance avec modification explique-t-il autant l’unité que la diversité
du vivant ?
2.
et si ?
Imaginez que vous découvrez un
fossile d’un mammifère éteint qui vivait en haute
altitude dans les Andes. À votre avis, ce mammifère
ressemblerait-il davantage aux mammifères qui
vivent aujourd’hui dans les jungles d’Amérique
du Sud ou à ceux qui vivent maintenant en haute
altitude dans les montagnes africaines ? Pourquoi ?
3. Faites des liens Révisez les figures 14.4 et
14.6 (p. 303 et 305) sur les relations entre le
génotype et le phénotype. Supposons que, dans une
population donnée de pois, les fleurs au phénotype
blanc sont favorisées par la sélection naturelle.
Qu’adviendrait-il avec le temps de la fréquence
de l’allèle p dans la population ? Expliquez votre
raisonnement.
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
22.3
Une somme considérable
de données scientifiques
atteste l’évolution
Dans De l’origine des espèces, Darwin compile un vaste ensemble
de données à l’appui du concept de descendance avec modification. Malgré tout, on l’a vu, il lui manquait certaines données clés. Ainsi, il parlait de l’origine des plantes à fleurs
comme d’un « abominable mystère » et déplorait le manque
de fossiles révélant comment d’anciens groupes d’organismes
en avaient engendré de nouveaux.
Depuis un siècle et demi, de nouvelles découvertes ont
comblé plusieurs des lacunes dont se plaignait Darwin. Par
exemple, l’origine des plantes à fleurs est beaucoup mieux
comprise (voir le chapitre 30), et on a découvert de nombreux
fossiles qui clarifient l’origine de nouveaux groupes d’organismes (voir le chapitre 25). Dans cette section, nous passons
en revue quatre types de données qui documentent l’évolution et éclairent les processus par lesquels elle se produit : les
observations directes de changements apportés par l’évolution ; l’homologie ; les archives fossiles ; et la biogéographie.
Les observations directes de changements
apportés par l’évolution
Des milliers d’études scientifiques établissent les preuves des
changements apportés par l’évolution. Nous examinerons un
bon nombre de ces études dans ce chapitre et ceux qui suivent,
mais penchons-nous dès maintenant sur deux exemples.
La sélection naturelle en réponse
à l’introduction de nouvelles espèces végétales
Les herbivores disposent souvent d’adaptations qui les aident
à se nourrir efficacement de leurs principales sources d’aliments.
Mais que se passe-t-il lorsqu’ils commencent à se nourrir
d’espèces végétales présentant des caractéristiques différentes
de leurs sources habituelles ?
Les punaises à épaules rouges (Jadera haematoloma), qui
utilisent leur « bec » (une pièce buccale en forme d’aiguille
creuse) pour perforer les graines des fruits de diverses plantes
dont elles se nourrissent, nous fournissent une formidable
occasion d’étudier cette question. Dans le sud de la Floride, les
punaises à épaules rouges mangent les graines d’une plante
indigène, le faux persil (Cardiospermum corindum). Cependant,
comme cette plante est devenue rare au centre de cet État, les
punaises à épaules rouges se nourrissent maintenant des
graines de Koelreuteria elegans, un arbre originaire d’Asie
introduit récemment en Amérique du Nord. Les punaises à
épaules rouges se nourrissent plus efficacement lorsque la
longueur de la pièce buccale qui leur sert de bec correspond
exactement à la profondeur à laquelle les graines sont enfouies
dans le fruit. Or, le fruit du Koelreuteria elegans est constitué
de trois lobes plats, et ses graines sont beaucoup plus près du
fruit que les graines rondes et dodues du fruit du faux persil.
Des chercheurs de la University of Utah ont prédit que, chez
les populations qui se nourrissent sur le Koelreuteria elegans,
la sélection naturelle favoriserait des pièces buccales plus
courtes que chez les populations qui se nourrissent sur le
faux persil, et leur prédiction s’est vérifiée (figure 22.13).
Les chercheurs ont également étudié l’évolution de la longueur du « bec » de populations de punaises à épaules rouges
qui se nourrissent de plantes introduites en Louisiane, en
Oklahoma et en Australie. Dans chacun de ces endroits, le
fruit des plantes introduites récemment est plus gros que
celui de la plante indigène. Les chercheurs ont donc prédit que,
chez les populations qui s’attaquent aux espèces introduites
dans ces régions, l’évolution favoriserait un « bec » plus long.
Là encore, les données recueillies sur le terrain ont confirmé
cette hypothèse.
L’adaptation observée chez ces populations de punaises à
épaules rouges a eu d’importantes conséquences. En Australie,
par exemple, l’allongement de leur « bec » a presque doublé
leur capacité de se nourrir des graines des espèces introduites.
Qui plus est, comme les données historiques montrent que le
faux persil n’a été introduit au centre de la Floride que 35 ans
avant le début des études scientifiques, les résultats démontrent
que la sélection naturelle peut entraîner une évolution rapide
dans une population de type sauvage.
L’évolution des bactéries pharmacorésistantes
Les pathogènes pharmacorésistants (organismes et virus qui
causent des maladies et qui ont acquis une résistance à un ou
plusieurs médicaments) sont un exemple de sélection naturelle en cours qui a des répercussions considérables sur les
humains. Le phénomène est particulièrement préoccupant
dans le cas des virus et des bactéries, car leurs souches pharmacorésistantes peuvent proliférer très rapidement, comme en
témoigne l’évolution de la résistance aux antibiotiques de
la bactérie Staphylococcus aureus. Environ une personne
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1. Comment le concept de descendance avec modification explique-t-il autant l’unité que la diversité
du vivant ?
2.
et si ?
Imaginez que vous découvrez un
fossile d’un mammifère éteint qui vivait en haute
altitude dans les Andes. À votre avis, ce mammifère
ressemblerait-il davantage aux mammifères qui
vivent aujourd’hui dans les jungles d’Amérique
du Sud ou à ceux qui vivent maintenant en haute
altitude dans les montagnes africaines ? Pourquoi ?
3. Faites des liens Révisez les figures 14.4 et
14.6 (p. 303 et 305) sur les relations entre le
génotype et le phénotype. Supposons que, dans une
population donnée de pois, les fleurs au phénotype
blanc sont favorisées par la sélection naturelle.
Qu’adviendrait-il avec le temps de la fréquence
de l’allèle p dans la population ? Expliquez votre
raisonnement.
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
22.3
Une somme considérable
de données scientifiques
atteste l’évolution
Dans De l’origine des espèces, Darwin compile un vaste ensemble
de données à l’appui du concept de descendance avec modification. Malgré tout, on l’a vu, il lui manquait certaines données clés. Ainsi, il parlait de l’origine des plantes à fleurs
comme d’un « abominable mystère » et déplorait le manque
de fossiles révélant comment d’anciens groupes d’organismes
en avaient engendré de nouveaux.
Depuis un siècle et demi, de nouvelles découvertes ont
comblé plusieurs des lacunes dont se plaignait Darwin. Par
exemple, l’origine des plantes à fleurs est beaucoup mieux
comprise (voir le chapitre 30), et on a découvert de nombreux
fossiles qui clarifient l’origine de nouveaux groupes d’organismes (voir le chapitre 25). Dans cette section, nous passons
en revue quatre types de données qui documentent l’évolution et éclairent les processus par lesquels elle se produit : les
observations directes de changements apportés par l’évolution ; l’homologie ; les archives fossiles ; et la biogéographie.
Les observations directes de changements
apportés par l’évolution
Des milliers d’études scientifiques établissent les preuves des
changements apportés par l’évolution. Nous examinerons un
bon nombre de ces études dans ce chapitre et ceux qui suivent,
mais penchons-nous dès maintenant sur deux exemples.
La sélection naturelle en réponse
à l’introduction de nouvelles espèces végétales
Les herbivores disposent souvent d’adaptations qui les aident
à se nourrir efficacement de leurs principales sources d’aliments.
Mais que se passe-t-il lorsqu’ils commencent à se nourrir
d’espèces végétales présentant des caractéristiques différentes
de leurs sources habituelles ?
Les punaises à épaules rouges (Jadera haematoloma), qui
utilisent leur « bec » (une pièce buccale en forme d’aiguille
creuse) pour perforer les graines des fruits de diverses plantes
dont elles se nourrissent, nous fournissent une formidable
occasion d’étudier cette question. Dans le sud de la Floride, les
punaises à épaules rouges mangent les graines d’une plante
indigène, le faux persil (Cardiospermum corindum). Cependant,
comme cette plante est devenue rare au centre de cet État, les
punaises à épaules rouges se nourrissent maintenant des
graines de Koelreuteria elegans, un arbre originaire d’Asie
introduit récemment en Amérique du Nord. Les punaises à
épaules rouges se nourrissent plus efficacement lorsque la
longueur de la pièce buccale qui leur sert de bec correspond
exactement à la profondeur à laquelle les graines sont enfouies
dans le fruit. Or, le fruit du Koelreuteria elegans est constitué
de trois lobes plats, et ses graines sont beaucoup plus près du
fruit que les graines rondes et dodues du fruit du faux persil.
Des chercheurs de la University of Utah ont prédit que, chez
les populations qui se nourrissent sur le Koelreuteria elegans,
la sélection naturelle favoriserait des pièces buccales plus
courtes que chez les populations qui se nourrissent sur le
faux persil, et leur prédiction s’est vérifiée (figure 22.13).
Les chercheurs ont également étudié l’évolution de la longueur du « bec » de populations de punaises à épaules rouges
qui se nourrissent de plantes introduites en Louisiane, en
Oklahoma et en Australie. Dans chacun de ces endroits, le
fruit des plantes introduites récemment est plus gros que
celui de la plante indigène. Les chercheurs ont donc prédit que,
chez les populations qui s’attaquent aux espèces introduites
dans ces régions, l’évolution favoriserait un « bec » plus long.
Là encore, les données recueillies sur le terrain ont confirmé
cette hypothèse.
L’adaptation observée chez ces populations de punaises à
épaules rouges a eu d’importantes conséquences. En Australie,
par exemple, l’allongement de leur « bec » a presque doublé
leur capacité de se nourrir des graines des espèces introduites.
Qui plus est, comme les données historiques montrent que le
faux persil n’a été introduit au centre de la Floride que 35 ans
avant le début des études scientifiques, les résultats démontrent
que la sélection naturelle peut entraîner une évolution rapide
dans une population de type sauvage.
L’évolution des bactéries pharmacorésistantes
Les pathogènes pharmacorésistants (organismes et virus qui
causent des maladies et qui ont acquis une résistance à un ou
plusieurs médicaments) sont un exemple de sélection naturelle en cours qui a des répercussions considérables sur les
humains. Le phénomène est particulièrement préoccupant
dans le cas des virus et des bactéries, car leurs souches pharmacorésistantes peuvent proliférer très rapidement, comme en
témoigne l’évolution de la résistance aux antibiotiques de
la bactérie Staphylococcus aureus. Environ une personne